국산 AI반도체로 데이터센터 채운다...'K-클라우드' 추진

2030년까지 8천억원 투입…국산점유율 80% 달성 목표

정부가 AI 반도체 개발에 2030년까지 8천262억원을 투입한다. 세계 최고 수준의 초고속 저전력 국산 AI 반도체 기술을 갖춘다는 계획이다. 이를 통해 국내 데이터센터 시장에서 국산 AI 반도체 점유율을 80%까지 끌어올린다.

국산 AI 반도체를 데이터센터에 적용하기 위해 AI 알고리즘과 같은 소프트웨어 개발 목적의 신규 예타 사업을 추진한다. 또 데이터센터에 적용된 AI 반도체로 클라우드 기반 AI 서비스를 구현하는 실증사업에도 나선다.

이종호 과학기술정보통신부 장관은 12일 경기창조경제혁신센터에서 ‘인공지능 반도체 최고위 전략대화’를 주재하고 국산 AI 반도체를 활용한 K-클라우드 추진방안을 발표했다.

세계 최고 수준의 초고속 저전력 국산 AI반도체를 개발하고 이를 데이터센터에 적용해 국내 클라우드 경쟁력을 높이며 국민들에 향상된 AI와 클라우드 서비스를 제공하기 위한 정책이다.

사진 = 이미지투데이

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■ D램 기반 상용 PIM에 국산 NPU 패키징...외산 GPU급 성증 구현

반도체는 클라우드 경쟁력의 근간인 데이터센터 성능을 결정짓는 핵심적인 요소로 꼽힌다. 아마존(AWS) 등 글로벌 클라우드 기업들은 자사 전용 AI 반도체를 적극적으로 개발해 적용하고 있다.

정부는 세계 최고 수준의 초고속 저전력 국산 AI 반도체 개발을 위해 기존 AI 반도체 사업을 종합하고 체계화해 내년부터 2030년까지 총 8천262억원을 투자하는 고도화 로드맵을 마련했다.

특히 K-클라우드 추진방안에 따라 국산 AI 반도체 3단계 고도화 전략을 수립했다. 현재 GPU와 D램, SSD로 구성된 AI 컴퓨팅 시스템을 PIM(프로세싱 인 메모리)과 NPU(신경망 프로세싱 유닛)를 결합한 형태로 구현한다는 목표다.

우선 2025년까지 국산 NPU의 고도화에 집중한다. 현재 상용화 초기 단계에 있는 국산 NPU를 지속적으로 고도화하고 데이터센터에 적용해 성공 레퍼런스 확보와 초기 시장 창출을 지원한다.

2026년부터 3년간 2단계 사업에서는 D램 기반 상용 PIM과 국산 NPU를 접합해 글로벌 수준의 연산 성능을 저전력으로 구현한다.

마지막 3단계에서는 2029년부터 2년 간 비휘발성 메모리를 활용해 아날로그 MAC 기반의 NPU PIM을 개발해 극저전력화를 달성한다는 계획이다.

이를 통해 2030년까지 국내 데이터센터 시장의 국산 AI 반도체 점유율을 80%까지 확대하고, 국내 AI 반도체 기술 수준을 세계 최고 수준으로 향상시킨다는 계획이다.

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■ AI 반도체 전용 SW 예타 추진...클라우드 기반 AI 서비스 실증

국산 AI 반도체를 데이터센터에 적용하기 위한 소프트웨어(SW) 예타사업을 추진한다. 기존 AI 반도체 사업은 하드웨어 개발에 중점을 두고 있는데, 하드웨어 최적화를 위한 SW 중심의 개팔이 필요하기 때문이다.

특히 NPU와 PIM 등 단계별로 고도화한 국산 AI 반도체를 데이터센터에 적용하기 위해서는 추가적인 SW 개발이 필요하다.

이에 신규 예타사업을 추진해 국산 AI 반도체에서 딥러닝 등 AI 알고리즘을 초고속 극저전력으로 실행하는 컴파일러, 라이브러리, AI모델 자동 병렬화 기술 등과 이를 상용 클라우드에 적용하기 위한 가상머신(VM)과 컨테이너, 가상 서버 클러스터 기술 등을 개발할 계획이다.

단계별로 국산 AI 반도체의 데이터센터 적용과 AI, 클라우드 서비스 제공을 추진한다. AI 반도체 고도화 단계별로 데이터센터에 적용하고 클라우드 기반 AI 서비스까지 제공하는 실증사업을 함께 추진한다는 설명이다.

내년부터 시작되는 1단계 실증사업으로는 국산 NPU 데이터센터 구축사업과 기존의 AI 클라우드 서비스 개발 사업을 연계해 2023년에 428억원, 2025년까지 3년간 잠정 약 1천억원을 투자한다.

실증사업에서의 AI 클라우드 서비스는 우선 사회경제적 파급력과 수요가 높은 안전, 보건, 교육 국방 등 4대 분야를 중심으로 추진하고, 이를 바탕으로 성장 가능성이 높은 주요 분야까지 확대할 계획이다.

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■ 국산 AI 반도체 기반 K-클라우드 얼라이언스 꾸린다

산학연 협력 강화를 위한 추진체계를 마련한다. ‘K-클라우드’ 추진을 위한 민관 협업 창구를 마련하고 주요 과제 발굴을 위해 ‘국산 AI반도체 기반의 K-클라우드 얼라이언스’를 구성한다.

올해 9월 구성된 ‘AI반도체 스케일업 네트워크’를 확대 개편하는 것이 골자다. AI 반도체 기업과 클라우드 기업, AI 서비스 수요공급 기업과 관련 협회, 정부와 연구기관 등 40여개 기관으로 시작한다.

또한 AI 반도체 기업과 대학이 협력해 교육과정을 개발하는 AI반도체 대학원 3곳을 신설하고 현장에서 요구되는 설계역량을 갖춘 최고급 인재를 양성한다.

2~3단계 PIM 고도화와 실증을 위한 메모리 반도체 대기업과 산학연 간 기술 연계 등을 위해 ‘PIM HUB’ 역할을 강화한다. AI반도체, 클라우드, AI 등 협업 강화를 위해 연구개발 지원기관인 한국전자통신연구원과 정보통신기획평가원 조직을 강화한다.

이종호 과기정통부 장관은 “우리나라는 메모리 반도체 분야에서 세계 최고 수준의 경쟁력을 가지고 있다”며 “이러한 기술력을 바탕으로 AI 시대의 핵심 기반 기술이자 반도체 산업의 새로운 성장 동력이 될 AI 반도체를 세계 최고 수준으로 육성할 수 있다”고 말했다.

이어, “K-클라우드 프로젝트를 통해 국내 AI 반도체와 클라우드 경쟁력을 높여 국민들이 보다 좋은 AI 서비스를 제공받을 수 있도록 산학연이 힘을 모으겠다”고 밝혔다.

한편 이날 전략대화에는 ‘K-클라우드’ 논의를 위해 과기정통부 장관을 비롯해 삼성전자와 SK하이닉스 등 메모리 반도체 대기업과 사피온, 퓨리오사AI, 리벨리온, 딥엑스, 텔레칩스 등 국내 AI반도체 기업과 NHN, KT, 네이버 등 클라우드 기업의 대표 등이 참석했다.

전략대화 종료 후에는 ‘K-클라우드 프로젝트’의 성공적인 추진을 위한 K-클라우드 얼라이언스 출범식이 진행됐다. 얼라이언스 사무국은 정보통신산업진흥원(NIPA)이 담당하고, 분과별 운영을 통해 K-클라우드 관련 사업에 대한 협력 방안이 논의된다.

또 이날 같은 장소에서 국내 AI반도체 기술개발 현황과 정보 공유를 위한 ‘2022 인공지능 반도체 미래기술 컨퍼런스’가 열렸다.